近年來, 隨著建筑工程、市政工程、水利工程等行業市場的高速發展, 海綿城市和城市地下綜合管廊的建設, 對塑料管道的需求不斷加大, 各種不同種類的塑料管道不斷涌現, 推動了塑料管道的快速發展。塑料管道的品種和規格在不斷豐富, 產量在不斷增加, 質量在不斷提高, 尤其聚乙烯 (PE) 管材發展更快, 聚乙烯 (PE) 管材以其優良的性能, 低廉的價格, 超長的使用壽命得到了國家建設部的大力推廣。
鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的特點是以高密度聚乙烯為基體 (內外層) , 將表面涂覆粘結樹脂的鋼帶成型為波形而作為主要的支撐結構, 鋼帶呈拱形, 能承受較大的力, 并與聚乙烯材料纏繞復合成整體的螺旋波紋管 (見圖1)。該管材主要特點是將鋼帶的高強度、高剛度和塑料的耐腐蝕性、耐磨性和柔韌性等優良性能結合起來。鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管具有環剛度大, 密封可靠、使用壽命長、柔性抗震、重量輕、施工方便快捷, 具有廣闊應用前景。
圖1 鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管示意圖
(1) 鋼帶的預處理。傳統生產鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管, 由于鋼帶表面光滑, 附著力不夠, 即使滿涂覆粘結樹脂, 在管徑較大時, 也存在復合粘結強度不夠, 在沖擊性能檢測過程中, 管材容易產生分層, 剝離等不良現象。針對以上情況, 鋼帶毛化處理使鋼帶表面的粗糙度增加, 使其表面具有細微的凸凹點結構, 增加鋼帶與樹脂的接觸面積, 提高粘結樹脂的附著力, 增強了鋼帶與粘結樹脂之間的粘結強度;同時對毛化處理后的鋼帶使用清洗液對鋼帶進行清洗, 使鋼帶表面鈍化, 去除鋼帶表面殘留的氧化膜層、污垢層以及油膜層等影響粘結性能的污染物, 進一步增強鋼帶與粘結樹脂之間的粘結強度, 從而徹底解決了在管材生產過程中粘結強度難以控制的問題, 保證了鋼帶與內外聚乙烯樹脂層的粘結性, 防止成品管材發生鋼帶與管材內外分層、剝離等不良現象, 提高了產品質量和合格率。
(2) 鋼帶的厚度。研究過程中控制聚乙烯樹脂為全新料, 改變鋼帶厚度, 生產相同層壓壁厚, 公稱內徑為500mm的管材, 對環剛度進行測試, 檢測結果詳見表5。從表5中可以看出, 在管徑相同, 管材最小層壓壁厚相近的情況下, 鋼帶厚度的增加, 管材的環剛度逐漸增大。這是因為鋼帶在管材中起到骨架支撐的作用, 鋼帶特有的拱形也增加的管材抗壓能力, 管材的環剛度主要由鋼帶的力學性能決定, 原材料鋼帶厚度越厚, 環剛度越大。實際生產過程中, 根據設計要求, 合理地選擇鋼帶的厚度, 確保產品質量。
鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的原材料的性能和生產過程中質量的控制直接影響到管材的物理力學性能。為了降低管材的生產成本, PE再生料得到綜合利用, 可以添加同規格、同型號、潔凈的PE再生料, 控制PE再生料的摻量, 可以生產合格的管材;鋼帶的毛化處理可以提高樹脂與鋼帶的粘結性能, 增強管材的物理力學性能;合理控制鋼帶的厚度既能保證管材的環剛度, 也能降低每延米管材的質量。鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的眾多優點, 具有廣闊的應用前景。
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